CN107520454A - 一种金属制粒系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属制粒系统及方法，属于金属制粒领域。该系统包括中间包、中间包平移装置、中间包升降装置、粒化器、旋转电机、旋转传动机构、颗粒收集仓、循环水泵、循环水管路、颗粒提升机、颗粒脱水装置和循环水仓。本发明的一种金属制粒装置及制粒方法解决了金属破碎过程中的人力消耗、铁合金损失、粉尘大、成本高等问题以及由此而带来的污染，同时可提供两种不同的工作模式，解决了金属颗粒灵活有效的宽粒径制取困难的问题，实现了铁合金制粒过程的连续化、自动化。

Description

一种金属制粒系统及方法

技术领域

本发明属于金属制粒领域，涉及一种金属制粒系统及方法。

背景技术

铁合金是铁与一种或几种元素组成的中间合金，主要用于钢铁冶炼。在钢铁工业中，一般把所有炼钢用的中间合金，不论含铁与否都称为“铁合金”。习惯上还把某些纯金属添加剂及氧化物添加剂包括在内。铁合金在钢铁工业中的用途有：①脱氧剂。在炼钢过程中脱除钢水中的氧，某些铁合金还可脱除钢中的其他杂质如硫、氮等。②合金添加剂。按钢种成分要求，添加合金元素到钢内以改善钢的性能。③孕育剂。在铸铁浇铸前加进铁水中，改善铸件的结晶组织。此外，还用作以金属热还原法生产其他铁合金和有色金属的还原剂，有色合金的合金添加剂，还少量用于化学工业和其他工业。

作为炼钢过程的主要添加物，炼钢要求铁合金具有一定的块度，以缩短加入钢液中的熔化时间，使合金元素分布均匀。通常铁合金生产厂生产的铁合金(如硅铁、镍铁等)铸成大块，须人工或机械破碎才能运出，这样合金损失很大、工人劳动强度大、粉尘大、成本高，而且钢厂在使用前还要再次破碎，而且，铁合金在铸造和破碎过程中，会掺杂部分杂质，导致炼钢过程夹杂物数量增加。同时，由于人工破碎导致铁合金粒度不均匀，从而导致后续炼钢环节因粒度不均使得熔炼时间增加，消耗大量能量，因此，该过程不仅造成了环境污染，浪费了人力，而且消耗了大量的能源。

此外，目前存在的部分金属粒化工艺技术，获得的金属粒径宽度范围有限，因此急需一种可灵活应用于生产的宽粒径范围金属制粒技术。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供了一种金属制粒系统及方法，该系统及方法可将液态金属处理成1mm～60mm的金属颗粒，克服金属制粒生产过程中，工人劳动强度大、成本高、环境污染、及粒铁质量不高、粒径分布范围窄等缺点。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种金属制粒系统，包括中间包、中间包平移装置、中间包升降装置、粒化器、旋转电机、旋转传动机构、颗粒收集仓、循环水泵、循环水管路、颗粒提升机、颗粒脱水装置和循环水仓；

所述中间包位于粒化器的上方，在中间包平移装置和中间包升降装置的作用下实现中间包的升降和平移，粒化器与旋转传动机构连接，旋转传动机构由旋转电机驱动，颗粒收集仓位于粒化器的周边，将粒化器包围在内部，且内部充满水；颗粒提升机位于颗粒收集仓旁，将颗粒收集仓输送出的粒化颗粒提升到一定高度，并输送至颗粒脱水装置内，颗粒脱水装置的下部设有循环水仓，颗粒脱水装置将颗粒脱水后的水分收集到循环水仓内，循环水仓通过管路与颗粒收集仓相连，并通过管路上的循环水泵实现颗粒收集仓和循环水仓的水循环利用。

进一步，所述中间包呈漏斗状，底部开有浇注孔，浇注孔的直径范围为15～45mm。

进一步，所述中间包升降装置，实现中间包的上下移动，从而调整与粒化器的距离，实现液态金属的有效粒化，升降高度的范围为0～500mm。

进一步，所述粒化器为杯型粒化器或平盘型粒化器；所述杯型粒化器用于制造粒径为1～10mm的金属颗粒，所述平盘型粒化器用于制造粒径为10～60mm的颗粒；粒化器内部均为成型耐材，外部为耐热钢，通过便携式接口与旋转传动机构连接。

进一步，所述旋转电机和粒化器工作状态包括旋转状态和静止状态；当工作状态为旋转状态时，旋转电机和粒化器转速为50～1200r/min，用于制造粒径为1～10mm的金属颗粒；当工作状态为静止状态时，旋转电机和粒化器转速为0r/min，用于制造粒径为10～60mm的金属颗粒。

进一步，所述颗粒提升机的下部设有空腔并与颗粒收集仓相连，该空腔以连通器原理保持与颗粒收集仓的水位高度一致，保证颗粒提升机上的颗粒进一步冷却；所述颗粒提升机设有收集筛，用于将金属颗粒筛离水面。

基于所述系统的金属制粒方法，包括以下步骤：

S1：对高温液态金属进行破碎：将高温液态金属倾倒至中间包内，通过中间包底部的浇注孔落入粒化器内；当生产粒径为1～20mm的金属颗粒时，在转杯型粒化器转速为50～1200r/min的离心作用下，连续的金属液股变为金属液滴；当生产粒径为10～60mm的金属颗粒时，在平盘型粒化器转速为0r/min的喷溅作用下，连续的金属液股变为金属液滴；

S2：对经步骤S1处理后的金属液滴进行冷却：脱离开粒化器的金属液滴在重力作用下落入颗粒收集仓内的循环水中，在循环水的冷却下凝固成为金属颗粒；

S3：输送金属颗粒：冷却后的金属颗粒沿颗粒收集仓的斜面滑落到底部，进入颗粒提升机的收集筛中，通过收集筛将金属颗粒筛离水面。

本发明的有益效果在于：本发明的一种金属制粒装置及制粒方法解决了金属破碎过程中的人力消耗、铁合金损失、粉尘大、成本高等问题以及由此而带来的污染，同时可提供两种不同的工作模式，解决了金属颗粒灵活有效的的宽粒径制取困难的问题，实现了铁合金制粒过程的连续化、自动化。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明系统使用流程图。

附图中标记：1—金属包；2—中间包；3—中间包平移装置；4—中间包升降装置；5—粒化器；6—旋转电机；7—旋转传动机构；8—颗粒收集仓；9—循环水泵；10—循环水管路；11—颗粒提升机；12—颗粒脱水装置；13—循环水仓。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

如图1所示，一种金属制粒系统，包括金属包1；中间包2；中间包平移装置3；中间包升降装置4；粒化器5；旋转电机6；旋转传动机构7；颗粒收集仓8；循环水泵9；循环水管路10；颗粒提升机11；颗粒脱水装置12；循环水仓13，中间包2位于粒化器的上方，在中间包平移装置3和中间包升降装置4的作用下可实现中间包2的升降和平移，粒化器5与旋转传动机构7连接，旋转传动机构7由旋转电机6驱动，颗粒收集仓8位于粒化器5的周边，内部充满水，颗粒提升机11位于颗粒收集仓8的侧面，其入口与颗粒收集仓8的出口相连，可实现粒化颗粒的提升，颗粒脱水装置12入口与颗粒提升机11的出口相连，其下部布置循环水仓13，循环水仓13通过管路10与循环水泵9相连，实现颗粒收集仓8和循环水仓13的水循环利用。

中间包侧面呈梯形，底部设置有浇注孔。中间包坐落在中间包升降装置上，通过升降装置的调节，可实现中间包水口和粒化器距离的变化，变化范围为100～1200mm。

粒化器通过便携式连接接头与旋转传动机构连接，粒化器有两种形式以适应不同粒径金属粒的生产，一种形式为杯型，外部为耐热钢，内部为成型耐材，主要用于生产小粒径的金属粒；一种形式为平盘型，外部为耐热钢，内部为成型耐材，主要用于生产大粒径的金属粒。

生产大粒径的金属粒时，旋转电机不动作，即粒化器的转速为0r/min，生产小粒径金属时，旋转电机运行，粒化器的转速为50～1200r/min。

经粒化器粒化后形成金属液滴，落入颗粒收集仓内的水池内，再次完成冷却，颗粒收集仓成锥形设计，其底部与颗粒提升装置密封连接。

如图2所示，生产小粒径(1～10mm)金属颗粒的金属制粒方法，包括以下步骤：

步骤1：对高温液态金属进行破碎：高温液态金属通过金属包1，倾倒到中间包2内，通过中间包2底部的浇注孔落入粒化器5内，在转杯型粒化器5(转速50～1200r/min)的离心作用下，连续的金属液股变为金属液滴；

步骤2：对经步骤1处理后的金属液滴进行冷却：脱离开粒化器5的金属液滴在重力作用下落入颗粒收集仓8内的水池内，在水池内循环水的冷却下凝固成为金属颗粒；

步骤3：输送金属颗粒：落入颗粒收集仓8的颗粒，沿颗粒收集仓8的斜面滑落到颗粒收集仓8水池底部，进入颗粒提升机11中的收集筛中，通过收集筛将其提出水面；

步骤4：金属颗粒脱水：从颗粒提升机11出口排出的金属颗粒，进入颗粒脱水装置12，颗粒携带的水落入颗粒脱水装置12下部的循环水仓13内，完成颗粒的脱水。

生产大粒径(10～60mm)金属颗粒的金属制粒方法，包括以下步骤：

步骤1：对高温液态金属进行破碎：高温液态金属通过金属包1，倾倒到中间包2内，通过中间包2底部的浇注孔落入粒化器5内，在平盘型粒化器5(转速0r/min)喷溅作用下，连续的金属液股变为金属液滴；

步骤2：对经步骤1处理后的金属液滴进行冷却：脱离开粒化器5的金属液滴在重力作用下落入颗粒收集仓8内的水池内，在水池内循环水的冷却下凝固成为金属颗粒；

步骤3：输送金属颗粒：落入颗粒收集仓8的颗粒，沿颗粒收集仓8的斜面滑落到颗粒收集仓8水池底部，进入颗粒提升机11中的收集筛中，通过收集筛将其提出水面；

步骤4：金属颗粒脱水：从颗粒提升机11出口排出的金属颗粒，进入颗粒脱水装置12，颗粒携带的水落入颗粒脱水装置12下部的循环水仓13内，完成颗粒的脱水。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种金属制粒系统，其特征在于：包括中间包、中间包平移装置、中间包升降装置、粒化器、旋转电机、旋转传动机构、颗粒收集仓、循环水泵、循环水管路、颗粒提升机、颗粒脱水装置和循环水仓；

所述中间包位于粒化器的上方，在中间包平移装置和中间包升降装置的作用下实现中间包的升降和平移，粒化器与旋转传动机构连接，旋转传动机构由旋转电机驱动，颗粒收集仓位于粒化器的周边，将粒化器包围在内部，且内部充满水；颗粒提升机位于颗粒收集仓旁，将颗粒收集仓输送出的粒化颗粒提升到一定高度，并输送至颗粒脱水装置内，颗粒脱水装置的下部设有循环水仓，颗粒脱水装置将颗粒脱水后的水分收集到循环水仓内，循环水仓通过管路与颗粒收集仓相连，并通过管路上的循环水泵实现颗粒收集仓和循环水仓的水循环利用。

2.根据权利要求1所述的一种金属制粒系统，其特征在于：所述中间包呈漏斗状，底部开有浇注孔，浇注孔的直径范围为15～45mm。

3.根据权利要求1所述的一种金属制粒系统，其特征在于：所述中间包升降装置，实现中间包的上下移动，从而调整与粒化器的距离，实现液态金属的有效粒化，升降高度的范围为0～500mm。

4.根据权利要求1所述的一种金属制粒系统，其特征在于：所述粒化器为杯型粒化器或平盘型粒化器；所述杯型粒化器用于制造粒径为1～10mm的金属颗粒，所述平盘型粒化器用于制造粒径为10～60mm的颗粒；粒化器内部均为成型耐材，外部为耐热钢，通过便携式接口与旋转传动机构连接。

5.根据权利要求1所述的一种金属制粒系统，其特征在于：所述旋转电机和粒化器工作状态包括旋转状态和静止状态；当工作状态为旋转状态时，旋转电机和粒化器转速为50～1200r/min，用于制造粒径为1～10mm的金属颗粒；当工作状态为静止状态时，旋转电机和粒化器转速为0r/min，用于制造粒径为10～60mm的金属颗粒。

6.根据权利要求1所述的一种金属制粒系统，其特征在于：所述颗粒提升机的下部设有空腔并与颗粒收集仓相连，该空腔以连通器原理保持与颗粒收集仓的水位高度一致，保证颗粒提升机上的颗粒进一步冷却；所述颗粒提升机设有收集筛，用于将金属颗粒筛离水面。

7.基于权利要求1-6中任一项所述系统的金属制粒方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：对高温液态金属进行破碎：将高温液态金属倾倒至中间包内，通过中间包底部的浇注孔落入粒化器内；当生产粒径为1～20mm的金属颗粒时，在转杯型粒化器转速为50～1200r/min的离心作用下，连续的金属液股变为金属液滴；当生产粒径为10～60mm的金属颗粒时，在平盘型粒化器转速为0r/min的喷溅作用下，连续的金属液股变为金属液滴；

S2：对经步骤S1处理后的金属液滴进行冷却：脱离开粒化器的金属液滴在重力作用下落入颗粒收集仓内的循环水中，在循环水的冷却下凝固成为金属颗粒；

S3：输送金属颗粒：冷却后的金属颗粒沿颗粒收集仓的斜面滑落到底部，进入颗粒提升机的收集筛中，通过收集筛将金属颗粒筛离水面。